導熱膠泥  
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導熱膠泥伴熱特性及研究
上傳時間:[2020-11-29]
 HXD係列導熱膠泥的研究及應用
      分析了傳統伴熱管存在的問題,介紹了HXD係列導熱膠泥的優點,提高伴熱管和工藝管道間的傳熱效率,導熱膠泥能滿足工藝管道的伴熱要求。簡述了國內外導熱膠泥的研究進展,並介紹導熱膠泥在山西焦化股份有限公司焦油蒸餾裝置的成功應用。
        關鍵詞 導熱膠泥,傳熱效率                                                                                                                                                                             1 傳統伴熱方式的不足;石油、化工介質在長距離輸送過程和長時間的儲存過程中,會因散熱造成溫度下降,溫度的下降會使物料的黏度升高或產生結晶,其後果是造成料液的輸送困難,甚至會造成管道係統的堵塞。為使物料能順利地在管道中進行輸送,必需對輸送管道進行連續不斷地供熱。傳統的供熱方法是采用帶夾套的管子(在夾套中通熱載體)或用通有熱載體的伴熱管附在工藝管上。前者施工麻煩、投資大,除非迫不得已,一般很少采用;而後者由於投資小、施工方便,目前在石油、化工行業應用非常廣泛,但由於伴熱管和工藝管道之間理論上僅為線接觸,實際上由於工藝管道很長,管道上還有閥門、法蘭、彎頭等管件,伴熱管和工藝管間往往是脫離的,伴熱管和工藝管間隔有一層空氣,熱量的傳遞隻能通過空氣進行對流傳熱。
       傳統的伴熱管伴熱存在以下問題:
    (1)傳熱效果差,易使物料堵塞管道由於伴熱管中的熱量不易傳到工藝管中,因此工藝介質的溫度可能達不到所要求的水平,這就可能會使物料的黏度增加,造成工藝管中的物料流動困難,從而造成管道的彎頭、閥門等處的堵塞。
    (2)熱載體的消耗量大,浪費能源由於伴熱管的傳熱效果較差,為使工藝管達到預定的溫度,則勢必增加熱載體的流量和熱載體的初始溫度,從而造成能量的浪費。
    (3)受熱麵不均勻,易使物料變性由於伴熱管和工藝管之間僅為線接觸,這就勢必會造成工藝管上與伴熱管接觸的地方溫度比較高,對那些對溫度非常敏感的物料,提高伴熱管中熱載體的溫度,可能會造成物料的變性,如降解、結炭、失去活性等。
      2 導熱膠泥的作用
      導熱膠泥是一種具有高導熱係數的物質,塗抹在伴熱管和工藝管道之間的間隙處,使傳統伴熱管與工藝管間的空氣層由高導熱係數的導熱膠泥層代替。導熱膠泥的應用效果就是將不用導熱膠泥時的伴熱管和工藝管之間的線接觸改為麵接觸,從而大大增加伴熱管和工藝管間的傳熱麵積。導熱膠泥的高導熱係數使伴熱管中的熱量很容易地傳到工藝管道中,改變伴熱管與工藝管間的對流傳熱方式為熱傳導方式,提高了伴熱管和工藝管間的傳熱效率,保證了工藝管道的伴熱要求。導熱膠泥的使用對化工生產裝置的安全可靠運行具有重要的意義。導熱膠泥的作用主要體現在以下 6 個方麵。
       2.1 降低管道及設備的投資,使用導熱膠泥的管道,其導熱性能基本接近於夾套管,這樣通過使用導熱膠泥,就可省去加熱夾套,同時也使管道的保溫層直徑減小,整條管道的質量減輕,可使管架和其他費用降低。據測算,采用帶導熱膠泥的伴熱管的投資費用僅為夾套管投資費用的一半。對承受常壓的設備,采用帶導熱膠泥的伴熱管,在降低設備投資成本和管理費用方麵則更為顯著。
        2.2 提高熱效率,降低能耗從節能的角度考慮,僅用伴熱管而不用導熱膠泥伴熱,其所能達到的溫度僅為用導熱膠泥伴熱時所能達到溫度的一半左右。從熱傳導的傳熱效果看,1 根用導熱膠泥的伴熱管伴熱效果相當於 4 根不用導熱膠泥的伴熱管的伴熱水平。另一方麵用導熱膠泥後,使保溫層外壁溫度降低 20%,減少 30%的熱量損失。
        2.3 防止管道的堵塞,減少停工次數,化工及石油化工中管道堵塞時常發生,特別是在彎頭和閥門等部位,使用導熱膠泥後,可使伴熱管中的熱量更易傳到工藝管中,從而保證物料的溫度,防止了管道的堵塞,減少裝置的檢修次數。
        2.4 使管道受熱均勻,有利於提高產品的質量有些物料對溫度非常敏感,溫度稍高就會產生降解、結碳、失去活性等。采用導熱膠泥,一方麵可降低伴熱管的溫度,另一方麵由於傳熱麵積的增加,可使工藝管的受熱麵受熱均勻,有利於提高產品質量。
        2.5 抑製管道的腐蝕,提高管道工作壽命導熱膠泥的致密結構可阻止腐蝕性介質與管道的直接接觸,另一方麵,導熱膠泥中有一定量的緩蝕劑,對碳鋼管道緩蝕效果特別明顯。
        2.6 使用和維修方便伴熱管的安裝和維護遠較夾套管方便,且一旦工藝管發生泄漏,也能及時發現,降低裝置運行中的事故隱患。導熱膠泥易於拆卸和清理,不會增加伴熱管的修複難度。
        3 國內外導熱膠泥研究進展
        導熱膠泥在國外開展研究較早,應用也相對廣泛。以我國從日本進口的聚氯乙烯裝置中的氧氯化反應器為例,為防止設備內的水蒸氣冷凝,反應器采用外伴管伴熱,要求在該反應器上應用的導熱膠泥達 3種之多,所用的導熱膠泥總重達 3.5 t。在日本,有多家公司生產和經營導熱膠泥產品,且形成了自己的產品係列,如 SUNRISE MEISEI 株式會社就有能滿足各種不同使用場合的導熱膠泥產品(60-R,60-S,60-H),這些不同類型的導熱膠泥為石油化工介質的安全可靠輸送提供了保證。我國在管道的伴熱保溫方麵的研究相對還較落後。近年來,從國外引進的許多成套裝置及采用國外技術建設的裝置中的伴熱管道大多要求采用導熱膠泥,由於我國當時還沒有這種產品,因而在這些引進裝置中所用的導熱膠泥均依賴於進口,其價格約為1萬美元 /t~2萬美元 /t,這一價格遠超過國內企業的正常承受能力。 為此我公司跟華東理工大學對導熱膠泥進行係列產品開發。經 3 年多 的 艱 苦 攻 關 , 研 製 成 功 HXD-D、HXD-C、HXD-S係列3種不同性能的導熱膠泥。該係列產品通過化工部組織的專家技術鑒定,研究成果的各項技術指標達到國內領先、國際先進。 
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